DE102013101544B4

DE102013101544B4 - Adaptive vibration damper with an annular absorber mass mounted on a base via bending beams

Info

Publication number: DE102013101544B4
Application number: DE102013101544.1A
Authority: DE
Inventors: Elmar Breitbach
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-02-15
Filing date: 2013-02-15
Publication date: 2019-06-06
Anticipated expiration: 2033-02-16
Also published as: DE102013101544A1

Abstract

Schwingungstilger (1) zur Dämpfung von Schwingungen (4, 21, 22) eines eine ausgezeichnete Achse (3) aufweisenden Objekts (2) mit
- einer an dem Objekt (2) festgelegten Basis (7),
- einer koaxial zu der Achse (3) ausgerichteten ringförmigen Tilgermasse (8) und
- die Tilgermasse (8) elastisch an der Basis (7) abstützenden Biegebalken (9),
- wobei Enden der Biegebalken (9) in ihren Abstützpunkten (10, 11) an der Basis (7) und/oder an der Tilgermasse (8) unter radialer Ausrichtung zu der Achse (3) eingespannt sind,
- wobei sich die Biegebalken (9) in einer Ausgangslage der Tilgermasse (8) zwischen ihren Abstützpunkten (10, 11) radial zu der Achse (3) erstrecken und
- wobei die Tilgermasse (8) in radialer Richtung zu der Achse (3) durch die Biegebalken (9) an der Basis (7) geführt ist, dadurch gekennzeichnet,
- dass an der Basis (7) und/oder der Tilgermasse (8) Beaufschlagungsmittel vorhanden sind, mit denen zumindest mehrere der Biegebalken (9) in radialer Richtung zu der Achse (3) zwischen der Basis (7) und der Tilgermasse (8) mit einer variablen Druckkraft beaufschlagbar sind, die die Quersteifigkeit der Biegebalken (9) und damit die Tilgereigenfrequenz des Schwingungstilgers (1) reduziert.

A vibration damper (1) for damping vibrations (4, 21, 22) of an object (2) having an excellent axis (3)
a base (7) fixed to the object (2),
- A coaxial with the axis (3) aligned annular absorber mass (8) and
- The absorber mass (8) elastically on the base (7) supporting the bending beam (9),
- Wherein ends of the bending beam (9) are clamped in their support points (10, 11) on the base (7) and / or on the absorber mass (8) in radial alignment with the axis (3),
- Wherein the bending beam (9) in a starting position of the absorber mass (8) between its support points (10, 11) extend radially to the axis (3) and
- wherein the absorber mass (8) is guided in the radial direction to the axis (3) by the bending beam (9) on the base (7), characterized
- That on the base (7) and / or the absorber mass (8) urging means are provided, with which at least several of the bending beam (9) in the radial direction to the axis (3) between the base (7) and the absorber mass (8) can be acted upon with a variable pressure force, which reduces the transverse stiffness of the bending beam (9) and thus the Tilgereigenfrequenz of the vibration absorber (1).

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNGTECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schwingungstilger zur Dämpfung von Schwingungen eines eine ausgezeichnete Achse aufweisenden Objekts mit einer an dem Objekt festzulegenden Basis, einer koaxial zu der Achse auszurichtenden ringförmigen Tilgermasse und die Tilgermasse elastisch an der Basis abstützenden Biegebalken, wobei Enden der Biegebalken in ihren Abstützpunkten an der Basis und/oder an der Tilgermasse unter radialer Ausrichtung zu der Achse eingespannt sind und wobei sich die Biegebalken in einer Ausgangslage der Tilgermasse radial zu der Achse zwischen ihren Abstützpunkten erstrecken.The invention relates to a vibration damper for damping vibrations of an excellent axis object having a base to be fixed on the object, a coaxial with the axis to be aligned annular absorber mass and the absorber mass elastically supported at the base bending beam, said ends of the bending beam in their support points are clamped to the base and / or to the absorber mass in radial alignment with the axis and wherein the bending beams extend in an initial position of the absorber mass radially to the axis between their support points.

Ein solcher Schwingungstilger kann insbesondere zur Dämpfung von Drehschwingungen des Objekts um die ausgezeichnete Achse vorgesehen sein. Je nach seiner Detailausgestaltung ist er aber auch zur Dämpfung von Schwingungen des Objekts in Richtung der Achse oder von Kippschwingungen gegenüber der ausgezeichneten Achse geeignet. Dabei können diese Schwingungen jeweils einer Drehbewegung des Objekts um die ausgezeichnete Achse überlagert sein. Diese Drehbewegungen um die ausgezeichnete Achse werden dabei auch von dem Schwingungstilger vollführt.Such a vibration absorber can be provided in particular for damping torsional vibrations of the object about the excellent axis. Depending on its design, however, it is also suitable for damping oscillations of the object in the direction of the axis or tilt oscillations with respect to the axis of excellence. These oscillations can each be superimposed on a rotational movement of the object about the excellent axis. These rotations about the excellent axis are also performed by the vibration damper.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Aus der DE 199 07 216 C1 ist ein Drehschwingungstilger mit einer ringförmigen Tilgermasse bekannt, die in radialer Richtung zu einer Drehachse über Lagerschalen an einer Basis geführt ist. In Umfangsrichtung um die Drehachse ist die Tilgermasse durch zwei in einander entgegen gesetzten radialen Richtungen verlaufende Blattfedern an der Basis abgestützt, wobei die beiden Blattfedern in einer Ausgangslage der Tilgermasse unbelastet sind und in einer gemeinsamen Ebene verlaufen. Die radial außen liegenden Enden der Blattfedern sind starr an der Tilgermasse eingespannt, während die radial innen liegenden effektiv wirksamen Enden der Blattfedern in Gleitsteinen geführt sind, die in Linearführungen gegenüber der Basis in radialer Richtung zu der Drehachse verschieblich sind. Durch die aufgrund der Drehbewegung um die Drehachse auf die Gleitsteine einwirkende Zentrifugalkraft bewegen sich die Gleitsteine nach außen und verkürzen dabei die effektive Länge der Blattfedern zwischen den Gleitsteinen und der Tilgermasse. Dabei werden die Gleitsteine radial nach innen durch eine Rückstellfeder beaufschlagt, deren Steifigkeit die radiale Lage der Gleitsteine bei einer bestimmten Drehzahl um die Drehachse bestimmt und damit die bei dieser Drehzahl wirksame Länge der Blattfedern. Aufgrund der elastischen Abstützung der Tilgermasse durch die Blattfedern wird so auch die Eigenfrequenz des bekannten Drehschwingungstilgers bei der Drehzahl festgelegt. Auf diese Weise steigt die Tilgereigenfrequenz des bekannten Drehschwingungstilgers mit der Drehzahl um die Drehachse an. Es ist jedoch mit erheblichem Abstimmungsaufwand verbunden, diesen Anstieg beispielsweise so zu realisieren, dass die Tilgereigenfrequenz proportional zu der Drehzahl verläuft. Bei kleinen Drehzahlen ist dies grundsätzlich unmöglich, weil die Eigenfrequenz des Drehschwingungstilgers aufgrund der Abstützung der Tilgermasse über die Blattfedern nicht beliebig klein werden kann. Zur Begrenzung der Amplitude von Drehschwingungen der Tilgermasse des bekannten Drehschwingungstilgers gegenüber der Basis sind dazwischen wirksame Anschläge vorgesehen.From the DE 199 07 216 C1 is a torsional vibration damper with an annular absorber mass is known, which is guided in the radial direction to a rotational axis via bearing shells to a base. In the circumferential direction about the axis of rotation of the absorber mass is supported by two extending in opposite radial directions leaf springs on the base, wherein the two leaf springs are unloaded in a starting position of the absorber mass and extend in a common plane. The radially outer ends of the leaf springs are rigidly clamped to the absorber mass, while the radially inwardly effective ends of the leaf springs are guided in sliding blocks, which are displaceable in linear guides relative to the base in the radial direction to the axis of rotation. Due to the centrifugal force acting on the sliding blocks due to the rotational movement about the axis of rotation, the sliding blocks move outwards, thereby shortening the effective length of the leaf springs between the sliding blocks and the absorber mass. The sliding blocks are acted upon radially inwardly by a return spring whose stiffness determines the radial position of the sliding blocks at a certain speed around the axis of rotation and thus the effective at this speed length of the leaf springs. Due to the elastic support of the absorber mass by the leaf springs as well as the natural frequency of the known torsional vibration damper is set at the speed. In this way, the Tilgereigenfrequenz of the known torsional vibration damper increases with the speed around the axis of rotation. However, it is associated with considerable coordination effort to realize this increase, for example, so that the Tilgereigenfrequenz is proportional to the speed. At low speeds, this is basically impossible because the natural frequency of the torsional vibration damper due to the support of the absorber mass on the leaf springs can not be arbitrarily small. To limit the amplitude of torsional vibrations of the absorber mass of the known torsional vibration damper relative to the base effective stops are provided therebetween.

Aus der DE 10 2009 029 072 B3 ist ein Drehschwingungstilger für einer Drehbewegung um eine Drehachse überlagerte Drehschwingungen bekannt, bei dem mehrere Tilgermassen einzeln über jeweils eine Blattfeder an einer Basis gelagert sind. Die Blattfeder erstreckt sich in ihrem entspannten Zustand in einer radial zu der Drehachse verlaufenden Ebene, wobei ihre Haupterstreckungsrichtung normal zu der Drehachse ausgerichtet ist. Das näher an der Drehachse liegende Ende der Blattfeder ist starr an der Basis eingespannt, und die zugehörige Tilgermasse ist an dem anderen Ende der Blattfeder befestigt und weist dort ihren Masseschwerpunkt auf. Durch die Einwirkungen des Zentrifugalfelds auf die Tilgermasse bildet jede Tilgermasse mit ihrer Blattfeder ein Fliehkraftpendel aus, bei dem die Lage der Tilgermasse gegenüber der Basis bei kleinen Drehzahlen ohne größere Fliehkräfte durch die Blattfeder definiert ist. Bei diesen kleinen Drehzahlen macht sich jedoch die Steifigkeit der Blattfeder auch insoweit bemerkbar, als dass die proportional mit der Drehzahl ansteigende Tilgereigenfrequenz eines Fliehkraftpendels bei kleinen Drehzahlen nicht erreicht wird. Hier bleibt die tatsächliche Tilgereigenfrequenz des bekannten Drehschwingungstilgers größer. Um die Proportionalität der Tilgereigenfrequenz und der Drehzahl auch bei kleineren Drehzahlen zu realisieren, werden daher Einrichtungen zur Reduzierung der Quersteifigkeit der Blattfeder vorgeschlagen. Diese beaufschlagen die Blattfeder mit einer zwischen ihren Enden wirkenden Druckkraft. Diese Druckkraft kann mit zunehmender Drehzahl der Drehbewegung um die Drehachse abnehmen. Konkret sollen die Einrichtungen, die die Blattfeder mit der zwischen ihren Enden wirkenden, mit zunehmender Drehzahl der Drehbewegung um die Drehachse abnehmenden Druckkraft beaufschlagen, ein von der Drehachse beabstandetes Masseelement aufweisen, wobei die Zentrifugalkraft auf das mit der Drehbewegung um die Drehachse umlaufende Masseelement der Druckkraft entgegenwirkt. Die Druckkraft kann dabei beispielsweise durch eine metallische Feder aufgebracht werden, die zwischen den Enden der Blattfeder auf Zug beansprucht ist. Auf diese Feder wirken selbst Zentrifugalkräfte ein, welche ihren Beitrag zur Quersteifigkeit der Blattfeder reduzieren. Statt einer solchen Zugfeder kann auch ein anderes Zugelement vorgesehen sein, um die Druckkraft zwischen den Enden der Blattfeder aufzubringen. Insbesondere soll das Zugelement so ausgebildet bzw. angehängt sein, dass es die Querauslenkung der Blattfeder nicht behindert. Die Bestandteile von Drehschwingungstilgern sind bei hohen Drehzahlen extremen Zentrifugalkräften ausgesetzt. Diese müssen bei dem bekannten Drehschwingungstilger an jedem der Punkte abgestützt werden, über die sich eine der Tilgermassen an der Basis abstützt.From the DE 10 2009 029 072 B3 is a torsional vibration damper for a rotational movement about a rotational axis superimposed torsional vibrations known in which a plurality of absorber masses are individually mounted on a respective base spring on a base. The leaf spring extends in its relaxed state in a plane extending radially to the axis of rotation, wherein its main extension direction is aligned normal to the axis of rotation. The closer to the axis of rotation end of the leaf spring is rigidly clamped to the base, and the associated absorber mass is attached to the other end of the leaf spring and there has its center of mass. Due to the effects of the centrifugal field on the absorber mass each absorber mass forms with its leaf spring from a centrifugal pendulum, in which the position of the absorber mass is defined relative to the base at low speeds without greater centrifugal forces by the leaf spring. At these low speeds, however, the stiffness of the leaf spring also makes so far noticeable, as that the proportionately increasing with the speed Tilgereigenfrequenz a centrifugal pendulum at low speeds is not achieved. Here, the actual Tilgereigenfrequenz the known torsional vibration damper remains greater. In order to realize the proportionality of the Tilgereigenfrequenz and the speed even at lower speeds, therefore, means for reducing the transverse stiffness of the leaf spring are proposed. These act on the leaf spring with a compressive force acting between their ends. This pressure force can decrease with increasing rotational speed of the rotational movement about the axis of rotation. Specifically, the devices which act on the leaf spring with acting between their ends, decreasing with increasing rotational speed of the rotational force about the axis of rotation compressive force to have a spaced from the axis of rotation mass element, wherein the centrifugal force on the rotating with the rotation about the axis of rotation mass element of the compressive force counteracts. The pressure force can be applied, for example, by a metallic spring, the train between the ends of the leaf spring is claimed. Centrifugal forces, which reduce their contribution to the transverse stiffness of the leaf spring, also act on this spring. Instead of such a tension spring and another tension element may be provided to apply the pressure force between the ends of the leaf spring. In particular, the tension element should be designed or attached so that it does not hinder the transverse deflection of the leaf spring. The components of torsional vibration absorbers are subjected to extreme centrifugal forces at high speeds. These must be supported in the known torsional vibration damper at each of the points over which one of the absorber masses is supported on the base.

Aus der DE 198 12 303 A1 ist ein Torsionsschwingungsdämpfer bekannt, bei dem eine erste Übertragungsanordnung in Bezug auf eine Drehachse konzentrisch zu einer zweiten Übertragungsanordnung angeordnet und gegenüber dieser drehbar gelagert ist. Zur drehbaren Lagerung sind Koppelstangen vorgesehen, die sich in einer Ausgangslage in radialer Richtung zu der Drehachse von der ersten Übertragungsanordnung zu der zweiten Übertragungsanordnung erstrecken. Jede Koppelstange ist an ihrem radial innen liegenden Ende mit der zweiten Übertragungsanordnung gelenkig verbunden. An ihrem radial außen liegenden Ende ist jede Koppelstangen gelenkig mit einem Verbindungselement verbunden, das in einer zylinderförmigen Ausnehmung in der ersten Übertragungsanordnung radial verschieblich geführt ist. Dabei ist in jeder Ausnehmung eine Druckfeder vorgesehen, über die sich das darin angeordnete Verbindungselement an einem radial innenliegenden Boden abstützt. Bei einer Drehung der beiden Übertragungsanordnungen relativ zueinander werden die Koppelstangen aus ihrer radialen Ausrichtung verschwenkt und die Verbindungselemente nach radial innen verschoben. Der Verschiebung wirken dabei die radial nach außen wirkenden Federkräfte der Druckfedern entgegen. Auf die an die Verbindungselement angelenkten Koppelstangen wirken dabei immer Zugkräfte, die mit dem Verschwenken der Koppelstangen aus ihrer radialen Ausrichtung ansteigen und so die Koppelstangen in ihre radiale Ausrichtung beaufschlagen.From the DE 198 12 303 A1 a torsional vibration damper is known, in which a first transmission arrangement is arranged with respect to a rotational axis concentric with a second transmission arrangement and rotatably supported relative thereto. For rotatable mounting coupling rods are provided, which extend in an initial position in the radial direction to the axis of rotation of the first transmission arrangement to the second transmission arrangement. Each coupling rod is articulated at its radially inner end with the second transmission arrangement. At its radially outer end each coupling rods is pivotally connected to a connecting element, which is guided radially displaceably in a cylindrical recess in the first transmission arrangement. In this case, a compression spring is provided in each recess, via which the connecting element arranged therein is supported on a radially inner bottom. Upon rotation of the two transmission arrangements relative to one another, the coupling rods are pivoted out of their radial orientation and the connecting elements are displaced radially inward. The displacement thereby counteract the radially outwardly acting spring forces of the compression springs. In this case, tensile forces, which increase with the pivoting of the coupling rods from their radial orientation and thus act on the coupling rods in their radial orientation, always act on the coupling rods which are articulated on the connecting element.

Aus der DE 10 2008 007 704 A1 ist ein Drehschwingungsdämpfer oder -tilger bekannt, der eine Nabe und einen Schwungring aufweist, wobei der Schwungring in einem mit Silikonöl gefüllten Gehäuse gelagert ist und über eine in Drehrichtung federfähige Federscheibe mit der Nabe verbunden ist. Die Federscheibe weist dabei eine Vielzahl von koaxial zu der Nabe und mäanderförmig verlaufende Einschnitte auf, wobei durch die Anzahl und den Abstand der Einschnitte die Federsteifigkeit der Federscheibe in Drehrichtung vorgegeben werden kann. Die Dämpfung des Drehschwingungsdämpfers oder -tilgers wird durch die Viskosität des Silkonöls und die Steifigkeit des Drehschwingungsdämpfers oder -tilgers durch die Federsteifigkeit der Federscheibe vorgegeben.From the DE 10 2008 007 704 A1 is a torsional vibration damper or -tilger known, which has a hub and a flywheel, wherein the flywheel is mounted in a housing filled with silicone oil and is connected via a spring-loaded in the direction of spring washer with the hub. The spring washer in this case has a plurality of coaxial with the hub and meander-shaped incisions, wherein the spring stiffness of the spring washer in the direction of rotation can be specified by the number and the distance of the incisions. The damping of the torsional vibration damper or -silver is determined by the viscosity of the silicone oil and the rigidity of the torsional vibration damper or -silver by the spring stiffness of the spring washer.

Die DE 199 40 507 A1 betrifft eine Torsionsfeder, die für einen Drehschwingungsdämpfer verwendet werden kann. Die Torsionsfeder weist einen äußeren Verbindungsring und einen inneren Verbindungsring auf, die über eine Mehrzahl von Speichen miteinander verbunden sind. In einer Ausführungsform weist die Torsionsfeder zwei Speichen in Form von Biegebalken auf, wobei sich jede Speiche in einer Projektion in Richtung der Drehachse spiralförmig von dem inneren Verbindungsring zu dem äußeren Verbindungsring erstreckt. Dabei ist der Verlauf der Speichen derart aufeinander abgestimmt, dass die Speichen mit zunehmender Drehung des äußeren Verbindungsrings gegenüber dem inneren Verbindungsring ausgehend von dem inneren Verbindungsring über einen zunehmenden Bereich miteinander in Kontakt stehen, so dass sich die Federkonstante der Speichen aufgrund der verringerten wirksamen Biegebalkenlänge erhöht. Auf diese Weise steigt die Steifigkeit der Torsionsfeder mit zunehmender Drehung des äußeren Verbindungsrings gegenüber dem inneren Verbindungsring, d. h. mit zunehmender Torsion an. Gemäß einer anderen Ausführungsform, die nicht zum Erreichen einer Variation der Torsionssteifigkeit mit zunehmender Torsion vorgesehen ist, entspricht die Länge der Speichen dem durch die Speichen überbrückten Abstand zwischen den beiden Verbindungsringen, d. h. die Speichen sind in ihrer Ausgangslage radial ausgerichtet. Dabei sind die Speichen an ihrem radial außen liegenden Ende nicht starr, sondern gelenkig mit dem äußeren Verbindungsring verbunden.The DE 199 40 507 A1 relates to a torsion spring that can be used for a torsional vibration damper. The torsion spring has an outer connecting ring and an inner connecting ring, which are connected to each other via a plurality of spokes. In one embodiment, the torsion spring has two spokes in the form of bending beams, each spoke extending in a projection in the direction of the axis of rotation spirally extending from the inner connecting ring to the outer connecting ring. In this case, the course of the spokes is coordinated so that the spokes are in contact with increasing rotation of the outer connecting ring relative to the inner connecting ring starting from the inner connecting ring over an increasing area, so that increases the spring constant of the spokes due to the reduced effective bending beam length , In this way, the stiffness of the torsion spring increases with increasing rotation of the outer connecting ring relative to the inner connecting ring, ie with increasing torsion. According to another embodiment, which is not intended to achieve a variation of the torsional rigidity with increasing torsion, the length of the spokes corresponds to the distance bridged by the spokes between the two connecting rings, ie the spokes are radially aligned in their initial position. The spokes are not rigid at their radially outer end, but hingedly connected to the outer connecting ring.

Aus der EP 1 927 782 A1 ist ein aktiver Tilger mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 1 bekannt. Dabei sind die Biegebalken an der Basis und an der Tilgermasse unter radialer Ausrichtung zu der Achse eingespannt, und auf beiden Seiten der Biegebalken sind Piezoaktuatoren in der Nähe der Verbindungsstellen von Tilgermasse und Biegebalken sowie von Biegebalken und Befestigungsvorrichtung angeordnet. Durch gegenphasiges Ansteuern der Piezoaktuatoren wird unter Ausnutzung des transversalen Effekts eine Biegung in dem jeweiligen Biegebalken induziert und so eine Verschiebung am Balkenende erreicht.From the EP 1 927 782 A1 is an active absorber with the features of the preamble of independent claim 1 known. In this case, the bending beams are clamped to the base and the absorber mass under radial alignment with the axis, and on both sides of the bending beam piezoactuators are arranged in the vicinity of the joints of absorber mass and bending beam and bending beam and fastening device. By antiphase actuation of the piezo actuators, a deflection in the respective bending beam is induced by utilizing the transverse effect, thus achieving a displacement at the end of the beam.

AUFGABE DER ERFINDUNGOBJECT OF THE INVENTION

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schwingungstilger mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 1 aufzuzeigen, der einerseits zum Dämpfen von Schwingungen niedriger Frequenz, aber andererseits auch für hohe Drehzahlen um die Achse geeignet ist.The invention has for its object to show a vibration damper with the features of the preamble of independent claim 1, which is suitable on the one hand for damping vibrations of low frequency, but on the other hand, for high speeds around the axis.

LÖSUNG SOLUTION

Die Aufgabe der Erfindung wird durch einen Schwingungstilger mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Schwingungstilgers sind in den abhängigen Patentansprüchen definiert.The object of the invention is achieved by a vibration damper having the features of independent claim 1. Preferred embodiments of the vibration absorber according to the invention are defined in the dependent claims.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDESCRIPTION OF THE INVENTION

Bei einem erfindungsgemäßen Schwingungstilger zur Dämpfung von Schwingungen eines eine ausgezeichnete Achse aufweisenden Objekts mit einer an dem Objekt festgelegten Basis, einer koaxial zu der Achse ausgerichteten ringförmigen Tilgermasse und die Tilgermasse elastisch an der Basis abstützenden Biegebalken, wobei Enden der Biegebalken an ihren Abstützpunkten an der Basis und/oder an der Tilgermasse unter radialer Ausrichtung zu der Achse eingespannt sind und wobei sich die Biegebalken in einer Ausgangslage der Tilgermasse zwischen ihren Abstützpunkten radial zu der Achse erstrecken, ist die Tilgermasse in radialer Richtung zu der Achse durch die Biegebalken an der Basis geführt und sind an der Basis und/oder der Tilgermasse Beaufschlagungsmittel vorhanden, mit denen zumindest mehrere der Biegebalken in radialer Richtung zu der Achse zwischen der Basis und der Tilgermasse mit einer variablen Druckkraft beaufschlagbar sind, die die Quersteifigkeit der Biegebalken und damit die Tilgereigenfrequenz des Schwingungstilgers reduziert.In a vibration damper according to the invention for damping vibrations of an excellent axis object having a base fixed to the object, a coaxial with the axis aligned annular absorber mass and the absorber mass elastically supported at the base bending beam, said ends of the bending beam at their support points at the base and / or are clamped to the absorber mass in radial alignment with the axis, and wherein the flexures extend in a starting position of the absorber mass between their support points radially to the axis, the absorber mass is guided in the radial direction to the axis by the bending beam at the base and At the base and / or the absorber mass there are loading means, with which at least several of the bending beams can be acted upon in the radial direction to the axis between the base and the absorber mass with a variable compressive force which determines the transverse rigidity of the bending beams and thus the Ti low frequency of the vibration absorber reduced.

Die geforderte koaxiale Ausrichtung der ringförmigen Tilgermasse zu der ausgezeichneten Achse des Objekts wird typischerweise mit der Festlegung der Basis an dem Objekt erreicht. Das heißt, die Basis ist vorzugsweise so auszubilden, dass ihr Festlegen an dem Objekt automatisch zu der koaxialen Ausrichtung der Tilgermasse führt.The required coaxial alignment of the annular absorber mass with the object's excellent axis is typically achieved with the attachment of the base to the object. That is, the base is preferably to be designed so that its attachment to the object automatically leads to the coaxial alignment of the absorber mass.

Bei dem erfindungsgemäßen Schwingungstilger stützt die ringförmige Tilgermasse die auf sie einwirkenden Fliehkräfte dadurch ab, dass die Fliehkräfte ebenso wie die Tilgermasse selbst um die Achse herum in alle Richtungen gleich verteilt sind. Das heißt, der erfindungsgemäße Schwingungstilger basiert nicht auf dem Prinzip eines Fliehkraftpendelns.In the vibration damper according to the invention, the annular absorber mass supports the centrifugal forces acting on it by the fact that the centrifugal forces as well as the absorber mass itself are evenly distributed around the axis in all directions. That is, the vibration damper according to the invention is not based on the principle of centrifugal pendulum.

Die ringförmig geschlossene Tilgermasse wird bei dem erfindungsgemäßen Schwingungstilger genutzt, die Druckkraft abzustützen, mit der nicht notwendigerweise alle aber doch mehrere der Biegebalken in radialer Richtung zu der Achse zwischen der Basis und der Tilgermasse beaufschlagbar sind. Diese Druckkraft reduziert einerseits die Quersteifigkeit der Biegebalken und erlaubt es damit, sehr niedrige Tilgereigenfrequenzen mit dem erfindungsgemäßen Schwingungstilger zu erreichen. Die Druckkraft versteift aber auch die radiale Führung der Tilgermasse über die Biegebalken an der Basis. Letzterer Effekt kann insbesondere bei hohen Drehzahlen um die Achse genutzt werden, um Unwuchten der Tilgermasse zu vermeiden.The annular closed absorber mass is used in the vibration damper according to the invention to support the compressive force, which is not necessarily all but several of the bending beam in the radial direction to the axis between the base and the absorber mass acted upon. On the one hand, this compressive force reduces the transverse rigidity of the bending beams and thus makes it possible to achieve very low Tilgereigen frequencies with the vibration absorber according to the invention. The compressive force but also stiffens the radial guidance of the absorber mass on the bending beam at the base. The latter effect can be used in particular at high speeds around the axis to avoid imbalance of the absorber mass.

Die Beaufschlagungsmittel des erfindungsgemäßen Schwingungstilgers können Federelemente aufweisen, die die Biegebalken mit einer elastischen radialen Druckvorspannung beaufschlagen. Diese Druckvorspannung wird von den Federelementen zwar nicht vollständig, aber doch zumindest teilweise über Biegeverformungen der Biegebalken hinweg aufrechterhalten, die mit Auslenkungen der Tilgermasse aus ihrer Ausgangslage einhergehen. Durch die koaxiale Anordnung der Tilgermasse zu der Achse und auch der Basis vergrößert sich der Abstand der Abstützpunkte der Biegebalken an der Basis und der Tilgermasse bei diesen Auslenkungen. Die Biegebalken werden daher ab einer gewissen Amplitude der Auslenkungen auf Zug beansprucht. Gegenüber dieser Zugbeanspruchung weisen die Biegebalken in der Regel eine hohe Steifigkeit auf. Diese kann bei dem erfindungsgemäßen Schwingungstilger gezielt zur Begrenzung der Schwingungsamplitude der Tilgermasse gegenüber der Basis genutzt werden. Zusätzliche Anschläge zwischen der Tilgermasse und der Basis müssen hierfür nicht vorgesehen werden.The urging means of the vibration absorber according to the invention may comprise spring elements which act on the bending beam with an elastic radial compression bias. Although this compression bias is not completely maintained by the spring elements, but at least partially over bending deformations of the bending beam away, which are associated with deflections of the absorber mass from its initial position. The coaxial arrangement of the absorber mass to the axis and also the base increases the distance of the support points of the bending beam at the base and the absorber mass at these deflections. The bending beams are therefore claimed from a certain amplitude of the deflections to train. Compared to this tensile stress, the bending beams usually have a high rigidity. In the case of the vibration damper according to the invention, this can be used specifically for limiting the oscillation amplitude of the absorber mass relative to the base. Additional stops between the absorber mass and the base need not be provided for this purpose.

Wenn die Beaufschlagungsmittel des erfindungsgemäßen Schwingungstilgers an einem Hauptkörper der Tilgermasse geführte Fliehmassen aufweisen, die mit ihrer Zentrifugalkraft in einem Zentrifugalfeld um die Achse die radiale Druckvorspannung reduzieren, wird bei dem erfindungsgemäßen Schwingungstilger, auch wenn er nicht als Fliehkraftpendel arbeitet, eine mit einer Drehzahl um die Achse ansteigende Tilgereigenfrequenz erreicht.When the loading means of the vibration absorber according to the invention have on a main body of the absorber mass guided flyweight, which reduce the centrifugal force in a centrifugal field about the axis of the radial compression bias is in the vibration damper according to the invention, even if he does not work as a centrifugal pendulum, one with a speed around the Axis increasing Tilgereigenfrequenz reached.

Die Beaufschlagungsmittel des erfindungsgemäßen Schwingungstilgers können insbesondere auf Lager für Enden der Biegebalken einwirken, die an einem Hauptkörper der Tilgermasse in radialer Richtung zu der Achse linear geführt sind. In den Lagern selbst kann das jeweilige Ende des Biegebalkens starr eingespannt oder auch gelenkig abgestützt sein.The biasing means of the vibration absorber according to the invention can act in particular on bearings for ends of the bending beam, which are linearly guided on a main body of the absorber mass in the radial direction to the axis. In the bearings themselves, the respective end of the bending beam can be rigidly clamped or articulated supported.

Bei dem erfindungsgemäßen Schwingungstilger sind typischerweise alle Biegebalken drehsymmetrisch um die Achse angeordnet. Insbesondere werden mit den Beaufschlagungsmitteln solche Biegebalken mit der variablen Druckkraft beaufschlagt, die auch dann, wenn es sich nur um eine Teilmenge aller Biegebalken handelt, ebenfalls drehsymmetrisch um die Achse angeordnet sind.In the vibration damper according to the invention, all the bending beams are typically arranged rotationally symmetrically about the axis. In particular, such bending bars are acted on by the loading means with the variable pressure force, which are also arranged, when it is only a subset of all bending beams, also rotationally symmetrical about the axis.

Die bereits angesprochene Wirkung der mit den Beaufschlagungsmitteln aufgebrachten Druckkraft, die koaxiale Ausrichtung der Tilgermasse zu der Basis zu unterstützen, wird maximal erreicht, wenn alle beaufschlagten Biegebalken jeweils mit der gleichen Druckkraft beaufschlagt werden.The already mentioned effect of applied with the admission means Compressive force to support the coaxial alignment of the absorber mass to the base, is maximally achieved when all applied bending beams are each subjected to the same pressure force.

In bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Schwingungstilgers weisen die Beaufschlagungsmittel elektrisch-mechanische Wandler auf, die auf eine Längenänderung in radialer Richtung zu der Achse ansteuerbar sind. Diese Längenänderung führt in Verbindung mit der Eigensteifigkeit der Wandler und insbesondere der radialen Eigensteifigkeit der Biegebalken zu der erfindungsgemäßen Beaufschlagung mit einer durch die Ansteuerung variablen Druckkraft.In preferred embodiments of the vibration absorber according to the invention, the urging means comprise electrically-mechanical transducers which can be activated for a change in length in the radial direction to the axis. This change in length, in conjunction with the inherent rigidity of the transducers and in particular the radial inherent rigidity of the bending beam, leads to the loading according to the invention with a compressive force which is variable by the control.

Eine Steuerung zur Ansteuerung der elektrisch-mechanischen Wandler kann in Abhängigkeit von einer Drehzahl des Objekts um die Achse arbeiten. Dies ist dann sinnvoll, wenn sich die Frequenzen der zu dämpfenden Schwingungen des Objekts mit der Drehzahl des Objekts ändern. Der erfindungsgemäße Schwingungstilger ist aber nicht nur für sich proportional mit der Drehzahl ändernde Frequenzen der Schwingungen, sondern für beliebige Abhängigkeiten geeignet.A controller for driving the electric-mechanical transducers can operate in dependence on a rotational speed of the object about the axis. This is useful if the frequencies of the vibrations to be damped of the object change with the speed of the object. However, the vibration damper according to the invention is not only suitable for itself proportional to the speed changing frequencies of the oscillations, but for any dependencies.

Eine Steuerung für die elektrisch-mechanischen Wandler kann auch in Abhängigkeit von einer Amplitude von Schwingungen der Tilgermasse gegenüber der Basis arbeiten. Dabei kann diese Amplitude beispielsweise grundsätzlich maximiert werden, weil eine maximale Amplitude der Tilgermasse für eine unter den gegebenen Umständen maximale Tilgerwirkung, d. h. Dämpfung, spricht. Es ist aber bevorzugt, die Amplitude auf einen Maximalwert zu begrenzen, um den erfindungsgemäßen Schwingungstilger nicht zu überlasten. Der Steueralgorithmus kann dann so ausgelegt werden, dass eine bestimmte Amplitude angestrebt wird, um den Drehschwingungstilger in den Grenzen seine Belastbarkeit immer maximal auszunutzen.Control for the electro-mechanical transducers may also operate in response to an amplitude of oscillations of the absorber mass from the base. In principle, this amplitude can be maximized, for example, because a maximum amplitude of the absorber mass for a maximum absorber effect under the given circumstances, ie. H. Attenuation, speaks. However, it is preferred to limit the amplitude to a maximum value so as not to overload the vibration absorber according to the invention. The control algorithm can then be designed so that a certain amplitude is sought in order to maximize the torsional vibration damper in the limits its load capacity.

Um die Amplitude von Schwingungen der Tilgermasse gegenüber der Basis zu beobachten, kann es ausreichend sein, die elektrisch-mechanischen Wandler bezüglich ihrer Reaktionen auf die Auslenkung der Tilgermasse gegenüber der Basis zu beobachten. Es kann aber beispielsweise auch ein separater Winkelsensor für einen Drehwinkel der Tilgermasse gegenüber der Basis um die Achse vorgesehen sein. Ein solcher Winkelsensor kann als Hallsensor ausgebildet sein.In order to observe the amplitude of oscillations of the absorber mass relative to the base, it may be sufficient to observe the electro-mechanical transducers with respect to their responses to the deflection of the absorber mass relative to the base. However, it can also be provided, for example, a separate angle sensor for a rotation angle of the absorber mass relative to the base about the axis. Such an angle sensor can be designed as a Hall sensor.

Der Drehwinkel der Tilgermasse gegenüber der Basis um die Achse ist besonders dann von Interesse, wenn der erfindungsgemäße Schwingungstilger zumindest primär als Drehschwingungstilger ausgelegt ist. Zur Auslegung des erfindungsgemäßen Schwingungstilgers als Drehschwingungstilger können die Biegebalken Blattfedern sein, die sich in der Ausgangslage der Tilgermasse radial und parallel zu der Achse zwischen ihren Abstützpunkten erstrecken.The angle of rotation of the absorber mass relative to the base about the axis is of particular interest when the vibration absorber according to the invention is designed at least primarily as a torsional vibration damper. For the design of the vibration absorber according to the invention as a torsional vibration damper, the bending beams may be leaf springs, which extend in the initial position of the absorber mass radially and parallel to the axis between their support points.

Bei Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Schwingungstilgers zur Dämpfung von Axialschwingungen längs der Achse oder Kippschwingungen gegenüber der Achse sind die Biegebalken vorzugsweise Blattfedern, die sich in der Ausgangslage der Tilgermasse radial zu der Achse und in Umfangsrichtung um die Achse zwischen ihren Abstützpunkten erstrecken. Um in diesen Fällen eine Amplitude der Schwingungen der Tilgermasse gegenüber der Basis zu erfassen, kann ein Winkelsensor für einen Kippwinkel der Tilgermasse gegenüber der Basis relativ zu der Achse oder ein Wegsensor für eine Verschiebung der Tilgermasse gegenüber der Basis längs der Achse vorgesehen sein.In embodiments of the vibration absorber according to the invention for damping axial vibrations along the axis or tilting vibrations relative to the axis, the bending beams are preferably leaf springs which extend in the initial position of the absorber mass radially to the axis and in the circumferential direction about the axis between their support points. In these cases, to detect an amplitude of vibration of the absorber mass relative to the base, an angle sensor for a tilt angle of the absorber mass relative to the base relative to the axis or a displacement sensor for displacement of the absorber mass relative to the base along the axis may be provided.

Grundsätzlich muss der erfindungsgemäße Schwingungstilger von seinem Aufbau her noch nicht dafür spezifiziert sein, ob er Drehschwingungen, Kippschwingungen oder Axialschwingungen dämpfen soll. Diese Anpassung kann vielmehr durch Adaption der Tilgereigenfrequenz an die Frequenz der zu dämpfenden Schwingungen vorgenommen werden. Dabei versteht es sich, dass ein erfindungsgemäßer Schwingungstilger unterschiedliche Tilgereigenfrequenzen für seine Eigenformen aufweist, in denen er beim Dämpfen von Drehschwingungen, Kippschwingungen oder Axialschwingungen schwingt. Ein zunächst unspezifischer Schwingungstilger kann elastische Rundstäbe als Biegebalken aufweisen.In principle, the vibration damper according to the invention does not have to be specified in terms of its construction for damping torsional vibrations, tilting vibrations or axial vibrations. Rather, this adaptation can be made by adapting the natural absorption frequency to the frequency of the vibrations to be damped. It is understood that a vibration absorber according to the invention has different Tilgereigenfrequenzen for its own forms in which it vibrates when damping torsional vibrations, tilting vibrations or axial vibrations. An initially unspecific vibration absorber may have elastic round bars as bending bars.

Wenn der erfindungsgemäße Schwingungstilger größere Amplituden der Schwingung der Tilgermasse gegenüber der Basis zulassen soll, kann es vorteilhaft sein, wenn die Biegebalken teleskopierbar sind oder einen mäandernden Verlauf aufweisen, um die mit der Amplitude der Auslenkung der Tilgermasse gegenüber der Basis einhergehende Vergrößerung des Abstands der Abstützpunkte der Biegebalken an der Basis und der Tilgermasse aufzufangen. Durch die radiale Grundausrichtung der Biegebalken mindestens an der Basis oder der Tilgermasse gehen die Rückstellkräfte auf die Tilgermasse in ihre Ausgangslage auch bei teleskopierbaren Biegebalken nicht verloren. Zur Teleskopierbarkeit der Biegebalken zählt hier auch die bereits angesprochene Möglichkeit, in radialer Richtung linear verschiebliche Lager für die Biegebalken an der Tilgermasse oder auch der Basis vorzusehen.If the vibration damper according to the invention is to permit larger amplitudes of the oscillation of the absorber mass relative to the base, it may be advantageous if the bending beams are telescopic or have a meandering course to increase the distance of the support points associated with the amplitude of the deflection of the absorber mass relative to the base catch the bending beam at the base and the absorber mass. Due to the radial basic orientation of the bending beam at least at the base or the absorber mass, the restoring forces on the absorber mass are not lost in their initial position even with telescopic bending beam. For telescoping the bending beam here also includes the previously mentioned possibility to provide linearly displaceable bearings for the bending beam on the absorber mass or the base in the radial direction.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Ohne dass hierdurch der Gegenstand der beigefügten Patentansprüche verändert wird, gilt hinsichtlich des Offenbarungsgehalts der ursprünglichen Anmeldungsunterlagen und des Patents Folgendes: weitere Merkmale sind den Zeichnungen - insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung - zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen.Advantageous developments of the invention will become apparent from the claims, the description and the drawings. The advantages of features and of combinations of several features mentioned in the description are merely exemplary and may alternatively or alternatively come cumulatively to effect, without the benefits of mandatory embodiments of the invention must be achieved. Without thereby altering the subject matter of the appended claims, as regards the disclosure of the original application documents and the patent, further features can be found in the drawings, in particular the illustrated geometries and the relative dimensions of several components and their relative arrangement and operative connection. The combination of features of different embodiments of the invention or of features of different claims is also possible deviating from the chosen relationships of the claims and is hereby stimulated. This also applies to those features which are shown in separate drawings or are mentioned in their description. These features can also be combined with features of different claims. Likewise, in the claims listed features for further embodiments of the invention can be omitted.

Die in den Patentansprüchen und der Beschreibung genannten Merkmale sind bezüglich ihrer Anzahl so zu verstehen, dass genau diese Anzahl oder eine größere Anzahl als die genannte Anzahl vorhanden ist, ohne dass es einer expliziten Verwendung des Adverbs „mindestens“ bedarf. Wenn also beispielsweise von einem Element die Rede ist, ist dies so zu verstehen, dass genau ein Element, zwei Elemente oder mehr Elemente vorhanden sind. Diese Merkmale können durch andere Merkmale ergänzt werden oder die einzigen Merkmale sein, aus denen das jeweilige Erzeugnis besteht.The features mentioned in the patent claims and the description are to be understood in terms of their number that exactly this number or a greater number than the said number is present, without requiring an explicit use of the adverb "at least". For example, when talking about an element, it should be understood that there is exactly one element, two elements or more elements. These features may be supplemented by other features or be the only characteristics that make up the product in question.

Die in den Patentansprüchen enthaltenen Bezugszeichen stellen keine Beschränkung des Umfangs der durch die Patentansprüche geschützten Gegenstände dar. Sie dienen lediglich dem Zweck, die Patentansprüche leichter verständlich zu machen.The reference numerals contained in the claims do not limit the scope of the objects protected by the claims. They are for the sole purpose of making the claims easier to understand.

Figurenlistelist of figures

Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert und beschrieben.

1 ist eine teilweise geschnittene Ansicht eines erfindungsgemäßen Schwingungstilgers für Drehschwingungen mit axialer Blickrichtung.
2 zeigt an einem einzelnen Biegebalken einer anderen Ausführungsform von Beaufschlagungsmitteln als in 1.
3 zeigt auch an einem einzelnen Biegebalken noch eine andere Ausführungsform der Beaufschlagungsmittel.
4 illustriert mit einem erfindungsgemäßen Schwingungstilger dämpfbare Axialschwingungen.
5 illustriert mit einem erfindungsgemäßen Schwingungstilger dämpfbare Kippschwingungen, und
6 illustriert eine auf die Dämpfung von Axialschwingungen oder Kippschwingungen gemäß 4 bzw. 5 spezialisierte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Schwingungstilgers, jedoch ohne Detaildarstellung seiner Beaufschlagungsm ittel.

The invention will be explained and described in more detail below with reference to the accompanying drawings.

1 is a partially sectioned view of a vibration absorber according to the invention for torsional vibrations with axial direction of view.
2 shows on a single bending beam of another embodiment of loading means than in 1 ,
3 also shows on a single bending beam yet another embodiment of the loading means.
4 illustrates with a vibration damper according to the invention dampable axial vibrations.
5 illustrates with a vibration damper according to the invention dampable Kippschwingungen, and
6 illustrates an on the damping of axial vibrations or tilting vibrations according to 4 or. 5 specialized embodiments of the vibration absorber according to the invention, but without detailed representation of his Beaufschlagungsm means.

FIGURENBESCHREIBUNGDESCRIPTION OF THE FIGURES

Ein in 1 dargestellter Schwingungstilger 1 für Schwingungen eines Objekts 2, das eine ausgezeichnete Achse 3 aufweist, ist als Drehschwingungstilger für mit einem Doppelpfeil angedeutete Drehschwingungen 4 einer Welle 5 ausgebildet. Die Drehschwingungen 4 sind einer Drehbewegung 6 der Welle 5 um die Achse 3, die in 1 durch einen Drehpfeil angedeutet ist, überlagert. Der Schwingungstilger 1 vollführt diese Drehbewegung 6 zusammen mit der Welle 5. Eine hier hülsen- oder nabenförmige Basis 7 des Schwingungstilgers 1 ist an der Welle 5 festgelegt. An der Basis 7 ist eine geschlossen ringförmige Tilgermasse 8 über Biegebalken 9 gelagert. Diese Lagerung ist in Umfangsrichtung um die Achse 3 elastisch. D. h. eine Relativverdrehung der Tilgermasse 8 gegenüber der Basis 7 in Umfangsrichtung ist gegen elastische Rückstellkräfte der Biegebalken 9 möglich. Die Rückstellkräfte der Biegebalken 9 führen die Tilgermasse 8 in ihre in 1 dargestellte Ausganglage gegenüber der Basis 7 zurück. In dieser Ausgangslage verlaufen die Biegebalken 9 radial zu der Achse 3 von einem Abstützpunkt 10 an der Basis zu einem Abstützpunkt 11 an der Tilgermasse. Die in rotationssymmetrischer Anordnung um die Achse 3 vorgesehenen Biegebalken 9 führen dabei die Tilgermasse 8 in radialer Richtung gegenüber der Basis 7. Das heißt, eine koaxiale Ausrichtung der ringförmigen Tilgermasse 8 zu der Achse 3 wird bei passender Ausrichtung der Basis 7 gegenüber der Welle 5 durch die Biegebalken 9 bewirkt; und es ist keine andere Führung zwischen der Tilgermasse 8 und der Basis 7 vorgesehen. In ihren Abstützpunkten 10 an der Basis 7 sind die Biegebalken starr eingespannt und radial zu der Achse 3 ausgerichtet. In ihren Abstützpunkten 11 sind die Biegebalken 9 in einem Lager 12 eingespannt, das gegenüber einem Hauptkörper der Tilgermasse in radialer Richtung zu der Achse 3 verschieblich gelagert ist. In Richtung radial nach außen wird das jeweilige Lager 12 durch einen Piezo-Aktuator 13, der als Stapelaktuator ausgebildet ist, abgestützt. Durch Ansteuern der Piezo-Aktuatoren 13 auf eine Längenänderung, d. h. eine Vergrößerung ihrer radialen Länge, werden die Lager 12 und damit die Biegebalken 9 zwischen der Tilgermasse 8 und der Basis 7 in radialer Richtung zu der Achse 3 mit einer Druckkraft beaufschlagt. In der Ausgangslage der Tilgermasse 8 gemäß 1 erhöht diese Druckkraft die Steifigkeit der radialen Führung der Tilgermasse 3 über die Biegebalken 9 an der Basis 7. Zugleich reduziert die Druckkraft die Quersteifigkeit der Biegebalken 9. Anders gesagt stellt die Druckkraft für Auslenkungen der Tilgermasse 8 aus ihrer Ausgangslage gemäß 1 in Umfangsrichtung um die Achse 3 eine negative Steifigkeit bereit, die der positiven Quersteifigkeit der Biegebalken 9 überlagert ist. Hierdurch kann die die Tilgereigenfrequenz des Schwingungstilgers 1 für die Drehschwingungen 4 bestimmende Steifigkeit der Biegebalken 9 und damit die Tilgereigenfrequenz selbst weit reduziert werden. So können mit dem Schwingungstilger 1 gemäß 1 auch sehr niederfrequente Drehschwingungen 4 effektiv gedämpft werden.An in 1 illustrated vibration absorber 1 for vibrations of an object 2 that has an excellent axis 3 has as torsional vibration damper for indicated by a double arrow torsional vibrations 4 a wave 5 educated. The torsional vibrations 4 are a rotary motion 6 the wave 5 around the axis 3 , in the 1 is indicated by a rotary arrow, superimposed. The vibration absorber 1 completes this rotation 6 together with the wave 5 , A here hülsen- or hub-shaped base 7 the vibration absorber 1 is at the shaft 5 established. At the base 7 is a closed annular absorber mass 8th over bending beams 9 stored. This bearing is circumferentially about the axis 3 elastic. Ie. a relative rotation of the absorber mass 8th opposite the base 7 in the circumferential direction is against elastic restoring forces of the bending beam 9 possible. The restoring forces of the bending beam 9 lead the absorber mass 8th in her in 1 illustrated starting position relative to the base 7 back. In this starting position, the bending beams run 9 radial to the axis 3 from a support point 10 at the base to a support point 11 at the absorber mass. The in rotationally symmetrical arrangement about the axis 3 provided bending beam 9 lead the absorber mass 8th in the radial direction relative to the base 7 , That is, a coaxial alignment of the annular absorber mass 8th to the axis 3 will be based on proper alignment 7 opposite the wave 5 through the bending beams 9 causes; and there is no other leadership between the absorber mass 8th and the base 7 intended. In their bases 10 at the base 7 the bending beams are rigidly clamped and radial to the axis 3 aligned. In their bases 11 are the bending beams 9 in a warehouse 12 clamped, the opposite of a main body of the absorber mass in the radial direction to the axis 3 is slidably mounted. In the direction radially outward, the respective bearing 12 through a piezo actuator 13 , which is designed as Stapelaktuator supported. By controlling the piezo actuators 13 to a change in length, ie an increase in their radial length, the bearings 12 and thus the bending beams 9 between the absorber mass 8th and the base 7 in the radial direction to the axis 3 subjected to a compressive force. In the starting position of the absorber mass 8th according to 1 increases this pressure force, the rigidity of the radial guidance of the absorber mass 3 over the bending beams 9 at the base 7 , At the same time, the compressive force reduces the transverse rigidity of the bending beams 9 , In other words, the compressive force for deflections represents the absorber mass 8th from their starting position according to 1 in the circumferential direction about the axis 3 a negative stiffness ready, the positive transverse stiffness of the bending beam 9 is superimposed. As a result, the Tilgereigenfrequenz the vibration damper 1 for the torsional vibrations 4 determining stiffness of the bending beam 9 and thus the Tilgereigenfrequenz be reduced even far. So can with the vibration damper 1 according to 1 also very low-frequency torsional vibrations 4 be effectively damped.

Die Biegebalken 9 gemäß 1 sind Blattfedern 14, die sich in der Ausgangslage der Tilgermasse 8 gemäß 1 radial und parallel zu der Achse 3 erstrecken und die aufgrund ihrer Formsteifigkeit die Tilgermasse 8 auch in axialer Richtung und gegenüber Kippbewegungen relativ zu der Achse 3 abstützen. Weiter ist 1 ein Winkelsensor 15 zu entnehmen, der als Hallsensor angedeutet ist und der einen Drehwinkel der Tilgermasse 8 gegenüber der Basis 7 um die Achse 3 erfasst. Diese Drehwinkelinformation kann bei der Ansteuerung der Piezo-Aktuatoren 13 genutzt werden, um die Tilgereigenfrequenz des Schwingungstilgers 1 auf die Frequenz der aktuell auftretenden Drehschwingungen 4 der Welle 5 abzustimmen. Bei korrekter Abstimmung tritt eine maximale Amplitude der mit dem Winkelsensor 15 erfassten Drehwinkel auf.The bending beam 9 according to 1 are leaf springs 14 , which are in the starting position of the absorber mass 8th according to 1 radially and parallel to the axis 3 extend and the due to their stiffness the absorber mass 8th also in the axial direction and with respect to tilting movements relative to the axis 3 support. Next is 1 an angle sensor 15 can be seen, which is indicated as a Hall sensor and a rotation angle of the absorber mass 8th opposite the base 7 around the axis 3 detected. This rotation angle information can be used in the control of the piezo actuators 13 used to the Tilgereigenfrequenz the vibration absorber 1 to the frequency of the currently occurring torsional vibrations 4 the wave 5 vote. If tuned correctly, the maximum amplitude will be that of the angle sensor 15 detected angle of rotation.

2 skizziert eine andere Ausführungsform von Beaufschlagungsmitteln für die Biegebalken 9. Hier umfassen die Beaufschlagungsmittel Federelemente 16 in Form von Tellerfedern 17, die das Lager 12 mit einer Druckvorspannung beaufschlagen. Weiterhin ist eine Fliehmasse 18 vorgesehen, die mit ihrer Zentrifugalkraft in einem Zentripetalfeld die radiale Druckvorspannung der Federelemente 16 reduziert, so dass mit zunehmender Drehzahl der Welle 5 gemäß 1 um die Achse 3 die Quersteifigkeit der Biegebalken 9 weniger reduziert wird und entsprechend die Tilgereigenfrequenz des Schwingungstilgers 1 ansteigt. 2 outlines another embodiment of applying means for the bending beam 9 , Here, the loading means comprise spring elements 16 in the form of disc springs 17 that the camp 12 apply a compressive prestress. Furthermore, a flyweight 18 provided, with their centrifugal force in a Zentripetalfeld the radial compression bias of the spring elements 16 reduced, so with increasing speed of the shaft 5 according to 1 around the axis 3 the transverse rigidity of the bending beam 9 is reduced less and according to the Tilgereigenfrequenz the vibration absorber 1 increases.

In 3 sind erneut andere Beaufschlagungsmittel für die Biegebalken 9 skizziert. Hier ist das Lager 12 für das Ende des Biegebalkens 9 in dem Abstützpunkt 11 als Schwenklager 19 mit einer parallel zu der Achse 3 verlaufenden Schwenkachse ausgebildet, und dieses Schwenklager 19 ist über eine Ausziehhülse 20 in radialer Richtung zu der Achse 3 linear verschieblich in dem Hauptkörper der Tilgermasse 8 gelagert. In der Ausziehhülse 20 ist der Piezo-Aktuator 13 angeordnet, mit dem auf das Schwenklager 19 und damit den Biegebalken 9 eine Druckkraft aufbringbar ist.In 3 are again other Beaufschlagungsmittel for the bending beam 9 outlined. Here is the camp 12 for the end of the bending beam 9 in the support point 11 as a pivot bearing 19 with a parallel to the axis 3 extending pivot axis formed, and this pivot bearing 19 is via a pull-out sleeve 20 in the radial direction to the axis 3 linearly displaceable in the main body of the absorber mass 8th stored. In the pull-out sleeve 20 is the piezo actuator 13 arranged, with which on the pivot bearing 19 and thus the bending beam 9 a pressure force can be applied.

Die bisherigen Figuren betrafen den Fall eines Schwingungstilgers für Drehschwingungen 4 gemäß 1 um die Achse 3. 4 skizziert einen Schwingungstilger 1, der als Tilger für axiale Schwingungen 21 ausgebildet ist, die durch einen Doppelpfeil auf der Achse 3 angedeutet sind. Dabei kann auch dieser Schwingungstilger 1 mit dem Objekt 2, dessen axiale Schwingungen 21 zu dämpfen sind, um die Achse 3 umlaufen.The previous figures concerned the case of a vibration damper for torsional vibrations 4 according to 1 around the axis 3 , 4 sketched a vibration absorber 1 acting as absorber for axial vibrations 21 is formed by a double arrow on the axis 3 are indicated. It also can this vibration absorber 1 with the object 2 whose axial vibrations 21 are to dampen the axis 3 circulate.

Häufiger ist dies im Falle eines in 5 illustrierten Schwingungstilgers 1 für durch Drehpfeile angedeutete Kippschwingungen 22 relativ zu der Achse 3 der Fall. Hier kann das Objekt 2 wie in 1 eine Welle 5 sein, die jedoch nicht zu Drehschwingungen, sondern zu Kippschwingungen 22 neigt.This is more common in the case of an in 5 illustrated vibration absorber 1 for indicated by rotation arrows tilting vibrations 22 relative to the axis 3 the case. Here is the object 2 as in 1 a wave 5 be, but not to torsional vibrations, but to tilting vibrations 22 inclines.

6 ist eine axiale Draufsicht auf einen Schwingungstilger 1 für die Anwendungsfälle gemäß 4 und 5. Die Biegebalken 9 sind auch hier Blattfedern 23; doch diese sind nicht radial und parallel zu der Achse 3 ausgerichtet, sondern radial und in Umfangsrichtung. Die Blattfedern 23 stützen so die Tilgermasse 8 radial und in Umfangsrichtung um die Achse 3 steif an der Basis 7 ab, lassen aber Auslenkungen, insbesondere Schwingungen der Tilgermasse 8 gegenüber der Basis 7 in Richtung der Achse 3 und in Form von Kippbewegungen gegenüber der Achse 3 zu. Auch bei dem Schwingungstilger 1 gemäß 6 sind Beaufschlagungsmittel vorgesehen, wie sie anhand der 1 bis 3 bereits erläutert wurden. 6 is an axial plan view of a vibration damper 1 for the use cases according to 4 and 5 , The bending beam 9 are also leaf springs here 23 ; but these are not radial and parallel to the axis 3 aligned but radially and circumferentially. The leaf springs 23 so support the absorber mass 8th radially and circumferentially about the axis 3 stiff at the base 7 But leave, but deflections, especially vibrations of the absorber mass 8th opposite the base 7 in the direction of the axis 3 and in the form of tilting movements relative to the axle 3 to. Also with the vibration damper 1 according to 6 Beaufschlagungsmittel are provided as they are based on the 1 to 3 already explained.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Schwingungstilgervibration absorber
22: Objektobject
33: Achseaxis
44: DrehschwingungTorsional vibration
55: Wellewave
66: Drehbewegungrotary motion
77: BasisBase
88th: Tilgermasseabsorber mass
99: Biegebalkenbending beam
1010: Abstützpunktsupport point
1111: Abstützpunktsupport point
1212: Lagerwarehouse
1313: Piezo-AktuatorPiezo actuator
1414: Blattfederleaf spring
1515: Winkelsensorangle sensor
1616: Federelementspring element
1717: TellerfederBelleville spring
1818: Fliehmassefly-weight
1919: Schwenklagerpivot bearing
2020: Ausziehhülseextractor collet
2121: Axialschwingungaxial vibration
2222: Kippschwingungwagging
2323: Blattfederleaf spring

Claims

A vibration damper (1) for damping vibrations (4, 21, 22) of an object (2) having an excellent axis (3) with - a base (7) fixed to the object (2), - a coaxial with the axis (3 ) - the ends of the bending beam (9) in their support points (10, 11) on the base (7) and - or are clamped on the absorber mass (8) in radial alignment with the axis (3), the bending beams (9) being in an initial position of the absorber mass (8) between their support points (10, 11) radially to the axis (3 ) and - wherein the absorber mass (8) in the radial direction to the axis (3) by the bending beam (9) on the base (7) is guided, characterized in that - at the base (7) and / or the absorber mass (8) Beaufschlagungsmittel are present, with which at least several of the bending beam (9) in the radial direction to the axis (3) between the base (7) and the absorber mass (8) can be acted upon by a variable pressure force, which reduces the transverse stiffness of the bending beam (9) and thus the Tilgereigenfrequenz the vibration absorber (1).

Vibration damper (1) after Claim 1 , characterized in that the loading means spring elements (16) which act on the bending beam (9) with an elastic radial compressive bias.

Vibration damper (1) after Claim 2 , characterized in that the loading means on a main body of the absorber mass (8) guided flyweights (18) which reduce with their centrifugal force in a Zentripetalfeld about the axis (3) the radial compressive bias.

A vibration damper (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the urging means act on bearings (12) for the ends of the bending beams (9) which are linear on a main body of the absorber mass (8) in the radial direction to the axis (3) are guided.

Vibration damper (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the loading means bending beam (9) in a rotationally symmetrical arrangement about the axis (3) with the variable pressure force can be acted upon.

A vibration damper (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the bending means (9) can be acted upon by the loading means with the same variable pressure force.

Vibration damper (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the loading means comprise electrically-mechanical transducers, which can be driven to a change in length in the radial direction to the axis (3).

Vibration damper (1) after Claim 7 , characterized in that a control is provided, which controls the electrical-mechanical converter in response to a rotational speed of the object (2) about the axis (3).

Vibration damper (1) after Claim 7 or 8th , characterized in that there is a control which controls the electro-mechanical transducers in response to an amplitude of oscillations of the absorber mass (8) relative to the base (7) about the axis (3).

Vibration damper (1) according to one of the preceding claims, characterized in that an angle sensor (15) for a rotation angle of the absorber mass (8) relative to the base (7) about the axis (3) is present.

Vibration damper (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the bending beams (9) are leaf springs (14) which, in the initial position of the damping mass (8), are radial with respect to their two main directions of extension and parallel to the axis (3). extend between their support points (10, 11).

Vibration damper (1) after one of Claims 1 to 10 , characterized in that the bending beams (9) are leaf springs (14), which in the initial position of the absorber mass (8) radially to the axis (3) and in the circumferential direction about the axis (3) between their support points (10, 11) extend.

Vibration damper (1) after Claim 12 , characterized in that an angle sensor (15) for a tilt angle of the absorber mass (8) relative to the base (7) relative to the axis (3) or a Displacement sensor for a displacement of the absorber mass (8) relative to the base (7) along the axis (3) is present.

Vibration damper (1) after one of Claims 1 to 10 , characterized in that the bending bars (9) are elastic round bars.

Vibration damper (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the bending beams (9) are telescopic and / or have a meandering course.